"Восстановление кристалла."

№1 Структура 3HDD

Первое, что бросается в глаза, когда смотришь на причудливую структуру 3HDD, это то, что одна из цепей находится как бы на краю молекулы ДНК. Это белковая цепь B. На рисунке она покрашена светло-голубым цветом. Вторая цепочка - цепь А, покрашена красным цветом. Сама молекула ДНК окрашена в оранжевый и желтый цвет.

Далее была выполнена команда symexp относительно белковой цепи B с целью восстановить ближайших соседей. Порог расстояния был выбран 30 ангстрем, так как на меньших расстояниях симметричность и структуры была заметна плохо. Ниже представлено полученное изображение.

Далее, с помощью команды dist были построены все возможные водородные связи для цепочки B и молекул ДНК из соседних ячеек. На данном рисунке преведна молекула цепи B розовым цветом, и показаны водородные связи для нее и для двух соседних молекул ДНК.

Чтобы наглядно продемонстрировать с какими цепями ДНК в кристалее имеет водородные связи цепь B, приведен следующий рисунок. Молекулы ДНК, с которыми у цепи B есть полярные связи, окрашены в оранжевый, cиний и желтый цвета. Оранжевым покрашена исходная молекула ДНК. Желтым и синим - восстановленные молекулы (командой symexp).

Атомы цепи B Атомы молекул ДНК
GLN33-NE2 DG205-OP1(sym01000001)
ARG29-NE DC206-OP1(sym01000001)
ARG29-NH2 DC206-OP1(sym01000001)
ARG29-NH2 DG205-O3(sym01000001)
THR6-O DA342-O3(sym0200-100)
THR6-N DA342-O3(sym0200-100)
ARG5-NH1 DT204-O4(sym0200-100)
ARG5-NH1 DT203-O2(sym0200-100)
ARG5-NH2 DA342-N3(sym0200-100)
LYS55-NZ DA341-OP2(sym0200-100)
LYS55-NZ DA341-O5(sym0200-100)

В таблице, приведенной выше, описаны все атомы из цепи В и цепей молекул ДНК (соседних), которые между собой образуют водородные связи. Не учтены водородные связи, образуемые между цепью B и исходной цепочкой ДНК (она оранжевая!).

№2 Структура 1MKI

Моя молекула состоит из двух цепей, и для каждой из них я описал все возможные водородные и гидрофобные связи. Если восстановить соседей моей молекулы с помощью команды symexp, то получится следующая структура (исходная молекула: цепь А - синяя, цепь B - красная; все остальные молекулы: цепь А - голубая, цепь B - красная):

Для начала была взята молекула цепи А, и для нее были построены все возможные водородные связи с соседними молекулами. Оказалось, что это исключительно молекулы цепей B соседних белков (3 таких цепи - на картинке слева: цепь А - синяя, а три цепи В соседних молекул, с которыми у нее есть водородные связи, окрашены оранжевым, розовым и красным; аминокислотные остатки, участвующие в образовании водородной связи, помечены желтым цветом):

Все определенные водородные связи приведены в таблице (sym прописан для удобства, чтобы различать разные молекулы):

Атомы цепи А Атомы цепей В соседних молекул
TYR24-OH sym000000-1-TYR25-OH
TYR24-OH sym000000-1-TYR25-OH
ARG168-NH1 sym00-10000-GLU143-OE2
TYR149-OH sym00-10000-TYR142-OH
TYR139-O sym00-10000-ARG168-NH2
TYR142-OH sym00-10000-PRO160-O
SER108-OG sym01000000-GLU113-OE1
ILE109-N sym01000000-GLU113-OE2
ARG176-NH2 sym01000000-TYR183-OH
ARG176-N sym01000000-GLU196-OE1
GLU113-OE1 sym01000000-SER108-OG
GLU113-OE2 sym01000000-ILE109-N
GLU113-OE2 sym01000000-ARG176-NH2
GLU186-OE1 sym01000000-ARG176-N

Всего выявлено 14 водородных связей между цепью А исходной молекулы и 3-мя цепями В соседних молекул. С гидрофобными связями все сложнее. Для моего белка почти все гидрофобные связи спрятаны внутри глобулы и на поверхности экспонированы полярные молекулы. Однако имеется 3 аминокислоты, на поверхности глобулы одной из цепей В вокруг исходной цепи А, которые могут образовывать гидрофобную поверхность - ala179, ile114, ile110 - sym01000000 chain B. Они помечены зеленым цветом на рисунке внизу.

Для цепи B из исходной молекулы получились очень похожие результаты. Действительно, цепь В образует водородные связи с 3-мя соседними молекулами, но только с цепями А! На рисунке ниже слева цепь В отмечена зеленым; остатки, участвующие в образовании водородных связей - желтые.

Все определенные водородные связи приведены в таблице (sym прописан для удобства, чтобы различать разные молекулы):

Атомы цепи B Атомы цепей A соседних молекул
ARG168-NH2 sym00010000-GLU139-O
PRO160-O sym00010000-TYR142-OH
TYR142-OH sym00010000-TYR149-OH
GLU143-OE2 sym00010000-ARG168-NH1
SER108-OG sym01000000-GLU113-OE1
ILE109-N sym01000000-GLU113-OE2
ARG176-NH2 sym01000000-GLU113-OE2
ARG176-NH2 sym01000000-TYR183-OH
ARG176-N sym01000000-GLU186-OE1
GLU113-OE1 sym01000000-SER108-OG
GLU113-OE2 sym01000000-ILE109-N
TYR183-OH sym01000000-ARG176-NH2
GLU186-OE1 sym01000000-ARG176-N
TYR25-OH sym00000001-TYR24-OH
TYR24-OH sym00000001-TYR25-OH

В данном случае водородных связей 15. Обратите внимание на схожесть с цепью А! Например, и там и там есть водородная связь между остатками SER108-OG и GLU113-OE1, и таких примеров несколько, что указывает на схожесть друг с другом цепей А и В. Также, указание на сходство двух цепей, потенциальный гидрофобный контакт на границе двух субъединиц из соседней ячейки. Для цепи В выступают гидрофобными те же остатки на соседней цепочке А, что и для цепи А на соседней с ней цепочке В (см. выше). Если конкретнее, то вот они эти аминокислоты для цепи В - ala179, ile114, ile110 - sym01000000 chain A. Обратите внимание, тот же самый сосед, но просто разные цепи! На рисунке ниже эти аминокислоты помечены оранжевым, а исходная цепь В - зеленым. Гидрофобные контакты построены из соображения оптимального расстояния неполярной связи 5 ангстрем.